全 文 ：收稿日期:2001-03-20初稿;2001-05-11修改稿
基金项目:福建省自然科学基金资助(B9910025)
　食用菌学报　2001.8(4):24～ 27
　Acta Edulis Fungi
文章编号:1005-9873(2001)04-24-27
镉 、磷 、钙在姬松茸细胞内的积累和
分布特征及其交互作用
李三暑　雷锦桂　陈惠成
(福建省农科院土肥所 ,福州　350013)
摘　要　采用姬松茸悬浮细胞系研究镉 、磷 、钙在细胞中的积累和分布特征及其交互作用。
结果表明 ,培养基中低浓度镉能促进姬松茸细胞的生长 , 姬松茸细胞能大量积累镉。 镉 、磷 、钙大
部分被截留在细胞壁上 ,小部分进入细胞质和液泡内。细胞含镉量随培养基中镉浓度的提高而提
高 ,但钙和磷含量却随之下降。高浓度钙和磷能有效地降低细胞中的镉含量。
关键词　姬松茸;悬浮细胞;镉;磷;钙;积累;分布
中图分类号:S646.110.1;946.911　　　文献标识码:A
姬松茸(Agaricus blazei Murrill)又称巴西蘑菇 ,是一种食 、药兼用菌 ,味道鲜美 ,营养丰
富 ,并含有葡聚糖蛋白质复合体和多聚不饱和脂肪酸(PUFAs)成分 ,具有抗肿瘤 、降血脂和预
防动脉硬化之功效〔1〕。但是 ,由于镉含量太高 ,使其品质大大下降 。从细胞和亚细胞水平探
索镉污染和防治机理的方法 ,具有试验时间短 、方法简便 、分析精确等优点。笔者试图从细胞
和亚细胞水平上研究不同磷水平和钙水平对镉在姬松茸细胞内积累和分布的影响 ,为揭示镉 、
磷 、钙相互关系及镉污染防治机制提供理论基础。
1　材料与方法
1.1　供试菌株
试验用姬松茸(Agaricus blazei Murrill)菌株引种于巴西 ,由福建省农科院土肥所食用菌
研究室提供。
1.2　化学试剂
试验用化学试剂均为分析纯。其中溶壁酶购自广东省农科院微生物研究所 。
1.3　试验设置
试验分两部分:①研究镉 、磷 、钙在细胞内的积累和分布 ,其中镉为重金属污染物 ,磷和钙
为不同的改良剂成分;②研究镉磷 、镉钙交互作用 ,明确改良剂与污染物之间的关系 。
1.4　原生质体 、液泡的分离和提纯
细胞壁分离按改进的 Nischimura法〔2〕 。取 2g 细胞加到 20mL 酶液中 , 28℃下恒温振荡 ,
50r/min处理 3h。酶解液为 1%溶壁酶 、11%甘露醇 、100mg/kg KNO3 和 120mg/kg MgSO4 。
酶解结束后 ,溶液过 300目尼龙网。滤液收集于离心管内 , 600g 离心 5min ,上清液为细胞部
分。含有原生质体的沉淀用 11%甘露醇悬浮 ,600g 离心 5min ,沉淀用少量 11%甘露醇悬浮后
即为原生质体 ,供分离液泡用 。
液泡分离按改进的 Thom 法〔3〕 。将原生质体悬浮液与数毫升液泡分离液(EDTA-t ris
2mmol/L , pH7.5 ,甘露醇 5mmol/ L ,BSA 0.1%)混合 ,静止 10min。将含有液泡的混合液沿管壁
慢慢加入上下两层浓度分别为 20%和40%的蔗糖不连续梯度溶液的离心管中 ,于 1500r/min离
心10min。收集分离液和 20%蔗糖溶液交界面液层 ,即为液泡富集层。
1.5　镉 、磷 、钙测定
提取的细胞各组分蒸干后 ,用 V(硫酸)∶V(硝酸)∶V(高氯酸)=1∶8∶1的混合液消煮 ,定
容后用原子吸收分光光度法测定镉 、钙 。磷测定用钼锑抗比色法 。
2　结果与分析
2.1　不同镉浓度对姬松茸细胞生长的影响
分别用浓度为 0(对照)、50 、100 、150 、200mg/kg 的含镉(CdCl2)、磷(P2O5)、钙(CaCl2)的液
体培养基培养姬松茸细胞 。用普通光学显微镜和扫描电镜观察菌丝 ,测定菌丝湿重;用蒸馏水
清洗菌丝 3次 ,烘干 ,用原子吸收分光光谱仪测定镉和钙含量(原子吸收分光光度法);用 721
分光光度计测定磷含量(钼锑抗比色法);姬松茸细胞对镉的积累随镉浓度的升高 ,先增加后减
少。说明低浓度镉(50mg/kg)能促进姬松茸菌丝的生长 ,而高浓度镉(100 、150 、200mg/kg)对姬松
茸菌丝的生长有一定的抑制作用 。与镉相比较 ,不同浓度的磷和钙对姬松茸菌丝生长的影响
不太明显 。虽然高浓度镉对姬松茸细胞有抑制作用 ,但从外观上看 ,细胞没有明显的变化 。
2.2　镉 、磷 、钙在姬松茸细胞内的积累和分布情况
镉 、磷 、钙大多数分布在细胞壁上 ,细胞质和液泡中相对较少。当培养基中的镉 、磷 、钙分
别为 50 、150 、50mg/kg 时 ,在细胞壁上的镉 、磷 、钙分别达到 485 、1450 、65mg/kg ,而在细胞质
中只有 53、165 、6.5mg/kg ,在液泡中只有 45 、180 、5.8mg/kg 。姬松茸能大量吸收培养基中的镉。
2.3　不同培养基镉水平对姬松茸细胞中磷 、钙含量的影响
表 1表明 ,随着培养基镉浓度不断增加 ,姬松茸细胞镉含量逐步上升;与此相反 ,细胞中磷
的浓度不断下降 ,从 1750mg/kg 下降到 1146mg/kg ,降低了 34.5%;细胞中钙的浓度也不断下
降 ,从 80mg/kg 下降到 51mg/kg ,降低了 36.3%。从结果看 ,磷和钙在细胞中的积累受到培养
基中镉的拮抗抑制。
2.4　不同培养基磷水平对姬松茸细胞中镉 、钙含量的影响
表 2表明 ,随着培养基磷浓度不断升高 ,姬松茸细胞镉含量逐步下降 。培养基中 50 、100 、
150和 200mg/kg 的磷浓度分别使姬松茸细胞镉含量降低了 9.5%、24.4%、30.9%和 34.9%。
姬松茸细胞钙含量也不断下降 ,分别降低了 7.3%、11.0%、14.6%和 14.6%。姬松茸细胞磷
含量随着培养基磷浓度升高而提高 ,分别提高了 79.8%、105.9%、111.9%和 136.5%。
2.5　不同培养基钙水平对姬松茸细胞中镉 、磷含量的影响
表 3表明 ,随着培养基钙浓度不断升高 ,姬松茸细胞内的镉含量和磷含量逐步下降。培养
基中 50 、100 、150 、200mg/kg 的钙浓度分别使姬松茸细胞镉含量降低了 9.1%、19.6%、28.3%
254 期　　　　　　李三暑等:镉 、磷 、钙在姬松茸细胞内的积累和分布特征及其交互作用
和 32.1%;细胞中磷的浓度也不断下降 ,分别降低了 9.7%、12.4%、17.7%和 26.4%。钙在
细胞内的积累随着培养基中钙浓度的升高而增加 ,但培养基中钙浓度达 200mg/kg 时 ,姬松茸
细胞内钙的积累有下降的趋势 。
表 1　培养基不同镉水平对姬松茸细胞内磷 、钙含量的影响
Table 1　The effect of different cadmium levels in the cultural media on the
content of phosphorus and calcium in Agaricus blazei cells
培养基镉含量
Cadmiuma content
in cultural media(mg/ kg)
培养基钙含量
Calcium content
in cultural media(mg/ kg)
培养基磷含量
Phosphorus content
in cultural media(mg/kg)
姬松茸细胞磷含量
Phosphorus content
in A .blazei cells(mg/ kg)
姬松茸细胞镉含量
Cadmium content
in A.blazei cells(mg/ kg)
姬松茸细胞钙含量
Calcium content
in A .blazei cells(mg/ kg)
0 50 150 1750 0.5 80
50 50 150 1632 495 76
100 50 150 1415 743 65
150 50 150 1328 1525 57
200 50 150 1146 2035 51
表 2　培养基不同磷水平对姬松茸细胞中镉 、钙含量的影响
Table 2　The effect of di fferent phosphorus levels in the cultural media on
the content of cadmium and calcium in Agaricus blazei cel ls
培养基镉含量
Cadmium content
in cultural media(mg/ kg)
培养基钙含量
Calcium content
in cultural media(mg/ kg)
培养基磷含量
Phosphorus content
in cultural media(mg/kg)
姬松茸细胞磷含量
Phosphorus content
in A .blazei cells(mg/ kg)
姬松茸细胞镉含量
Cadmium content
in A.blazei cells(mg/ kg)
姬松茸细胞钙含量
Calcium content
in A .blazei cells(mg/ kg)
50 50 0 950 545 82
50 50 50 1708 493 76
50 50 100 1956 412 73
50 50 150 2013 381 70
50 50 200 2247 355 70
表 3　培养基不同钙水平对姬松茸细胞镉 、磷含量的影响
Table 3　The effect of different calcium levels in the cultural media on the
content of cadmium and phosphorus in Agaricus blaz ei cell s
培养基镉含量
Cadmium content
in cultural media(mg/ kg)
培养基钙含量
Calcium content
in cultu ral media(mg/ kg)
培养基磷含量
Phosphorus content
in cultural media(mg/ kg)
姬松茸细胞磷含量
Phosphorus content
in A .blazei cells(mg/ kg)
姬松茸细胞镉含量
Cadmium content
in A.blazei cells(mg/ kg)
姬松茸细胞钙含量
Calcium con tent
in A .blazei cells(mg/ kg)
50 0 150 1695 495 75
50 50 150 1530 450 112
50 100 150 1485 398 164
50 150 150 1395 355 227
50 200 150 1247 336 220
3　讨论
3.1　从本试验结果看 ,培养基中低浓度镉有助于姬松茸菌丝细胞的生长 ,但高浓度镉会起抑
制作用 。根据以前的研究 ,姬松茸能大量积累土壤中的镉〔6〕 ,合适浓度的镉可以提高姬松茸
代谢活动有关酶类的活性 ,从而导致生物量的增加 。
3.2　本试验通过分析姬松茸细胞壁 、细胞质 、液泡中镉 、磷 、钙含量及其分布得知 ,它们主要分
布在细胞壁上。这表明 ,真正进入细胞内部的镉数量是很少的。
3.3　与其它报道一致 ,磷和钙对镉也有拮抗作用〔7 ,8〕 。可能的机制是磷和钙竞争性和抑制性
地与镉拮抗 ,一方面 ,它们与镉形成较稳定的闭蓄态镉与土壤结合 ,从而抑制镉进入生物体;另
26 食　用　菌　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　8 卷
一方面 ,它们可以与镉竞争进入细胞壁 、细胞质 、液泡 ,从而降低姬松茸细胞中的镉含量。
3.4　镉作为有毒重金属元素 ,一旦进入植物体内会干扰养分元素之间正常的平衡关系〔5 ,9〕 。
磷与钙对于姬松茸来说是重要的营养元素 ,随着培养基中镉浓度升高 ,姬松茸细胞中钙 、磷含
量下降 。相反 ,随着培养基中钙 、磷浓度升高 ,姬松茸细胞中镉含量下降。利用元素之间的相
互关系 ,找到了抑制姬松茸吸取镉的有效方法 。笔者在不同水平钙和磷对镉影响的试验中发
现 ,高浓度钙 、磷处理效果较明显 ,可以有效降低镉污染 ,这与姬松茸袋栽和床栽改良剂试验结
果一致〔6〕 。
参　考　文　献
1　黄年来.巴西蘑菇值得研究和推广.中国食用菌 , 1994 , 13(1):11 ～ 13.
2　Nischimura M , Beevers H.Hydrolases in vacuoles from castor bean endosperm.Plant Phy siology , 1978 , 62:
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3　Thom M , Maretzki A , Komor E.Vacuoles from sugarcane suspension cultures.Plant Phy siolog y , 1982 , 69:
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4　Dahiy a SS.Geol S , Antil RS.Effect of cadmium and nitrogen on dry matter yield and uptake of nutrients in
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5　Sajwan KD , Ornes WH.Cadmium accumulation in Eurasian w ater milfoil plants.Water , Air and Soil Pollu-
tion , 1996 , 87(1):47 ～ 56.
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Accumulation and Distribution of Cadmium ,Phosphorus and
Calcium and Their Interaction in Agaricus blazei Cells
Li Sanshu　 Lei Jingui　Chen Huicheng
(I nstitute of Soil and Fer tilizer , Fujian Academy of Agricultural Sciences , Fuzhou　350013)
Abstract　The accumulation and distribution of cadmium , pho sphorus and calcium and their interactions in A.
blazei Murrill cells w ere studied using the suspension cell system of A.blazei.The results showed that low concen-
tration of cadmium in the culture medium could improve the g row th of A.blazei Murrill cells.The A.blazei
Murrill cells could accumulate a lo t of cadmium from the culture medium.Most of the cadmium , phosphorus and
calcium w ere accumulated in cell w all , only a little were accumulated in cytoplasm and vacuole.The content of cad-
mium in A.blazei cells increased with the increment of the concentration of cadmium in the culture media , w hile
the content of calcium and phospho rus in A.blazei cells reduced.And the high concentration of calcium and phos-
phorus could effectively reduce the cadmium content in A.blazei Mur rill cells.
Key words　Agaricus blazei Murrill;Suspension cell;Cadmium;Phosphorus;Calcium;Accumulation;Dis-
tribution
274 期　　　　　　李三暑等:镉 、磷 、钙在姬松茸细胞内的积累和分布特征及其交互作用